工程結構材料焊接接頭疲勞性能的對比研究.pdf

1、進入二十一世紀，人類對新材料的要求越來越高，對環(huán)境的保護意識也越來越強烈，因此對于一種新材料能否滿足結構設計和環(huán)境的要求成了人們普遍關心的問題。而對承受動載荷的結構件來說，疲勞性能是必須考慮的因素之一。本文對兩種新材料的疲勞性能進行了研究，即WELDOX960高強鋼和鎂合金AZ31B?；趯@兩種新材料的深入認識，我們又對常用的Q235B、鋁合金5A06分別和WELDOX960高強鋼、鎂合金AZ31B的疲勞性能進行了對比研究。

2、我們研究了Q235B的對接接頭、橫向十字接頭、縱向十字接頭和側(cè)面連接接頭等四種焊接接頭的疲勞性能，試驗結果表明:在2×106循環(huán)次數(shù)下，對接接頭的疲勞強度為157.8MPa，橫向十字接頭的疲勞強度為164.8MPa，縱向十字接頭的疲勞強度為118.3MPa，側(cè)面連接接頭的疲勞強度為113.0MPa。四種接頭的疲勞強度均達到國際焊接學會規(guī)定的標準。 研究了WELDOX960高強鋼的對接接頭、橫向十字接頭和縱向十字接頭等三種焊接接頭

3、的疲勞性能，試驗結果表明:在2×106循環(huán)次數(shù)下，對接接頭的疲勞強度為182.0MPa，橫向十字接頭的疲勞強度為147.9MPa，縱向十字接頭的疲勞強度為132.4MPa。三種接頭的疲勞強度均達到國際焊接學會規(guī)定的標準。 研究了鋁合金5A06的母材、對接接頭、橫向十字接頭、縱向十字接頭和側(cè)面連接接頭等五種試樣型式的疲勞性能，試驗結果表明:在2×106循環(huán)次數(shù)下，母材的疲勞強度為99.97MPa，對接接頭的疲勞強度為70.96MP

4、a，橫向十字接頭的疲勞強度為57.48MPa，縱向十字接頭的疲勞強度為41.80MPa，側(cè)面連接接頭的疲勞強度為48.20MPa。四種焊接接頭接頭的疲勞強度基本達到國際焊接學會規(guī)定的標準。 研究了鎂合金AZ31B的母材、對接接頭、橫向十字接頭、縱向十字接頭和側(cè)面連接接頭等五種試樣型式的疲勞性能，試驗結果表明:在2×106循環(huán)次數(shù)下，母材的疲勞強度為66.72MPa，對接接頭的疲勞強度為39.00MPa，橫向十字接頭的疲勞強度為2

5、4.38 MPa，縱向十字接頭的疲勞強度為32.18MPa，側(cè)面連接接頭的疲勞強度為24.40MPa。四種焊接接頭接頭的疲勞強度均達不到國際焊接學會針對鋁合金焊接接頭的標準。我們分別對Q235B和WELDOX960、鋁合金5A06和鎂合金AZ31B的疲勞性能進行了對比。結果表明:WELDOX960焊接接頭的疲勞性能總體上比Q235B的疲勞性能要好，鋁合金5.A06焊接接頭的疲勞性能均比鎂合金AZ31B的疲勞性能要好。 采用掃描電

6、子顯微鏡(SEM)分別對鋁合金和鎂合金焊接接頭的疲勞斷口形貌特征進行了觀察。結果顯示:鋁合金斷口中有明顯的疲勞輝紋，在局部區(qū)域內(nèi)有大量的韌窩和二次裂紋，也可以發(fā)現(xiàn)細小的解理臺階，說明鋁合金焊接接頭的疲勞斷裂時一種準解理機制的脆性斷裂；而鎂合金焊接接頭斷口中沒有連續(xù)、清晰的疲勞條紋，大部分區(qū)域都是由細小密集的解理臺階、扇形花樣、河流狀花樣組成，在斷口的很多地方都可以看到大小不一的二次裂紋，說明鎂合金焊接接頭的疲勞斷裂是一種解理機制的脆性斷